JP2008277585A - 露光装置の洗浄装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子への付着物の堆積状態を直接調べることなく、適切な累積光量の洗浄光を光学素子に照射する。
【解決手段】洗浄装置１５０は、第１の光によりマスク２のパターンを光学素子Ｍ１〜Ｍ６を介して被処理体４に投影することにより該被処理体を露光する露光装置１００における該光学素子を、第１の光とは波長が異なる第２の光を用いて洗浄する。洗浄装置は、露光装置の露光履歴に関する情報を記録する記録手段５と、該露光履歴に関する情報に基づいて、光学素子における洗浄予定範囲のうち領域ごとの第２の光の累積照射光量に関する情報を生成する生成手段８とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は，紫外線やＥＵＶ（extreme ultraviolet）光を用いて半導体ウェハ用の単結晶基板や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板等の被処理体を投影露光する露光装置に関する。特に、該露光装置の投影光学系を構成する光学素子に付着するカーボン等の付着物を洗浄光を用いて洗浄する洗浄装置に関する。

紫外線やＥＵＶ光を露光光としてマスクパターンを投影する光学系を構成する光学素子には、露光光が照射される光量に応じてカーボン等の付着物が堆積し、光学素子の透過率や反射率を低下させたり、収差を発生させたりする。これらの付着物は、露光装置の性能低下や光学素子自体の短命化につながるので、定期的に又は必要に応じて除去される。

光学素子（ミラー）に付着するカーボンの堆積量とミラーに照射されるＥＵＶ光量との関係については、いくつかの研究結果が報告されている。例えば、非特許文献１にて、カーボン堆積量がミラー面の照度の１／２乗に比例するという結果が報告されている。
EUV光量とカーボンの堆積量の関係は、照射や雰囲気の条件により、異なる結果がでている。

また、カーボンを主とする付着物の堆積層に対して、オゾン、酸素、水等の特定成分を含むガス雰囲気中で、特定波長の洗浄光を照射することで、ミラー等の光学素子を洗浄する方法が、特許文献１〜４にて開示されている。

なお、以下に説明する本特許の実施においては、実際の露光状態を鑑みて好適なEUV光量とカーボン堆積量の関係を選択することが可能である。
Jeromy T.Hollenshead他 "Modeling carbon contamination of extreme ultraviolet(EUV)optics," SPIE vol.5374 ,pp.675-685,2004 特開２０００−０８８９９９号公報 特開２００３−１８８０９６号公報 特開２００３−２３４２８７号公報 特開２００５−２４４０１５号公報

しかしながら、上記のようにガス雰囲気中で特定波長の洗浄光を光学素子に照射する場合、洗浄光が過度に照射されたり付着物がない部位にも照射されたりすることで、光学素子の該当領域が酸化して、光学素子の光学性能が劣化するおそれがある。

光学素子への付着物の堆積状態を実際に調べて、その堆積状態に応じた洗浄光量を決定する方法も考えられる。しかし、同じ光学素子でも領域によって露光光の照射量が異なるため、堆積状態も異なる。このため、光学素子への付着物の堆積状態を該光学素子の領域ごとに実際に調べるには、多大な手間と時間を要する。

本発明は、光学素子への付着物の堆積状態を直接調べることなく、適切な累積光量の洗浄光を光学素子に照射することができる洗浄装置及びこれを含む露光装置を提供する。

本発明の一側面としての洗浄装置は、第１の光によりマスクのパターンを光学素子を介して被処理体に投影することにより該被処理体を露光する露光装置における該光学素子を、第１の光とは波長が異なる第２の光を用いて洗浄する。洗浄装置は、露光装置の露光履歴に関する情報を記録する記録手段と、該露光履歴に関する情報に基づいて、光学素子における洗浄予定範囲のうち領域ごとの第２の光の累積照射光量に関する情報を生成する生成手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての露光装置は、上記洗浄装置を含むことを特徴とする。さらに、本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、第１の光によりマスクのパターンを光学素子を介して被処理体に投影することにより該被処理体を露光する露光装置の光学素子を、上記洗浄装置により生成された累積照射光量に関する情報を用いて洗浄するステップと、露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された被処理体に対してデバイスを製造するためのプロセスを行うステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、露光履歴に関する情報を記録しておき、該情報に基づいて洗浄光（第２の光）の累積照射光量に関する情報を求める。これにより、光学素子への付着物の堆積状態を直接調べることなく適切な累積光量の洗浄光を光学素子に照射することができ、光学素子の劣化等を招くことなく付着物を除去することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である洗浄装置を含む露光装置の構成を示している。露光装置１００は、露光照明系３と、投影光学系１と、不図示のマスクステージ及びウェハステージと、洗浄装置１５０とを有する。２はマスクステージに固定される露光用マスクであり、４はウェハステージに固定される被処理体としての半導体ウェハ（以下、単にウェハという）である。半導体ウェハ４に代えて、ＬＣＤ用ガラス基板を被処理体として用いてもよい。

露光装置１００は、動作モードとして露光モードと洗浄モードとを有し、不図示のモード切り替え操作部の操作に応じて又は自動的にモードが切り替えられる。

露光照明系３は、露光光源３ａと、照明光学系３ｂとを有し、露光モードにおいては、露光用マスク２に対して、紫外線やＥＵＶ光等の第１の光である照明光（露光光）を照射する。以下の説明では、照明光（露光光）としては、波長が１３ｎｍ程度のＥＵＶ光が用いられるものとする。

投影光学系１は、複数の反射光学素子、すなわちミラーＭ１〜Ｍ６を有し、露光用マスク２で反射又は回折した照明光（露光光）を順次反射してウェハ４に導く。これにより、露光用マスク２のパターンの縮小像がウェハ４上に投影され、ウェハ４に露光用マスク２のパターンに対応する集積回路等のパターンが露光される。以下、ウェハ４にパターンを露光することをウェハ露光という。

洗浄装置１５０は、記録手段としての露光履歴記録部５と、露光量解析部６と、堆積分布解析部７と、生成手段としての洗浄光量解析部８と、洗浄光源１２と、洗浄光ファイバ９と、ファイバアクチュエータ１０と、洗浄コントローラ１１とを有する。ただし、洗浄光源１２、洗浄光ファイバ９、ファイバアクチュエータ１０及び洗浄コントローラ１１は、洗浄装置１５０とは別の装置としてもよい。

以下、図２のフローチャートを併せ用いて、洗浄装置１５０の動作について説明する。

露光履歴記録部５は、露光モードでの露光履歴に関する情報（以下、露光履歴情報という）を自動的に記録する（図２のステップＳ３０）。露光履歴情報は、露光量解析部６及び堆積分布解析部７がそれぞれミラーＭ１〜Ｍ６上での累積露光量分布及び付着物の堆積量分布を計算するために十分な情報を記録する。具体的には、露光履歴情報には、露光用マスク２のパターンや、ＥＵＶ光の強度や光量等の露光光の照射条件や、ミラーＭ１〜Ｍ６（投影光学系１）を含む空間の雰囲気が含まれる。

投影光学系１を含む空間の雰囲気は、投影光学系１内の分圧モニタを通じて検出することができ、露光光がミラーＭ１〜Ｍ６に照射されることによって各ミラーに付着したカーボン等の付着物の堆積量分布を計算するために必要な情報である。露光履歴情報は、１回又は一連のウェハ露光ごとに記録される。

ただし、露光履歴情報として上記の全てを記録する必要はなく、後述する洗浄光の累積光量分布に関する情報を所定の精度で算出できるのであれば、これらのうち少なくとも１つを記録すればよい。

例えば、露光用マスク２のパターンや露光光の照射条件が一定である場合には、これらを記録する必要はない。また、投影光学系１を含む空間の分圧が安定していれば、分圧モニタ出力を記録する必要はない。

露光量解析部６は、露光履歴情報のうち露光用マスク２のパターンと該露光用マスク２へのＥＵＶ光の照射条件等を示す情報に基づいて、各ミラー上でのＥＵＶ光の累積光量分布（累積露光量分布）を算出する（ステップＳ３１）。各ミラーでのＥＵＶ光の累積光量分布は、各ミラーにおける領域ごとのＥＵＶ光量の時間積分値に相当する。「領域」は、各ミラーの洗浄モードでの洗浄予定範囲に複数設定される。「領域」の設定方法は任意であるが、露光履歴記録部５、露光量解析部６、堆積分布解析部７及び洗浄光量解析部８において同一のミラーには同一の複数の「領域」が設定される。

堆積分布解析部７は、露光量解析部６で算出されたＥＵＶ光の累積光量分布と露光履歴情報のうち分圧モニタにより検出された雰囲気（分圧）の情報に基づいて、各ミラー上の付着物の堆積量分布、すなわち領域ごとの堆積量を算出する（ステップＳ３２）。

付着物の物質は，各ミラーを構成する材料、投影光学系１を保持したり囲んだりする部材の材料及び上記雰囲気によって異なる。ただし、実際にウェハ露光を行う段階では，事前の実験及び解析により、各ミラーでのＥＵＶ光の累積光量分布に対してどのような物質がどれだけ付着するかのデータが取得されている。したがって、堆積分布解析部７は、該データに基づいて、各ミラー上の付着物の堆積量分布を推定することができる。

そして、付着物の堆積量がそのミラーにおける許容値を超えた場合には、洗浄コントローラ１１は、該ミラー又は全てのミラーＭ１〜Ｍ６の洗浄（洗浄モードへの切り替え）を促す警告を発したり、自動的に洗浄モードに移行したりする。

洗浄モードにおいては、ウェハ露光を行わずに各ミラーの洗浄を行う。洗浄光量解析部８は、堆積分布解析部７により算出された各ミラー上の付着物の堆積量分布に基づいて、各ミラーに対して照射すべき洗浄光の累積光量分布に関する情報を算出（生成）する（ステップＳ３３）。ここでは、洗浄光の累積光量分布に関する情報として、洗浄光の累積光量分布自体を算出する。洗浄光の累積光量分布は、各ミラーにおける領域ごとの洗浄光量の時間積分値である累積照射光量に相当する。すなわち、各ミラーにおける洗浄光の累積光量分布に関する情報は、各ミラーにおける領域ごとの洗浄光の累積照射光量に関する情報と言い換えることができる。

洗浄光（第２の光）としては、露光光であるＥＵＶ光とは波長が異なる非ＥＵＶ光、例えば波長が１７２ｎｍの紫外線を使用する。

また、ミラー洗浄は、投影光学系１を含む空間に、酸素、オゾン、水等の成分を含むガスを、適切な圧力で供給しながら、洗浄光源１２からの洗浄光を洗浄光ファイバ９の先から各ミラーに照射することにより行う。洗浄光ファイバ９の先端は、ファイバアクチュエータ１０によって各ミラーの表面に沿うように移動（スキャン）される。洗浄コントローラ１１は、洗浄光量解析部８にて算出された洗浄光の累積光量分布を再現するように、洗浄光源１２の発光強度や、ファイバアクチュエータ１０の動作を制御して洗浄光ファイバ９の先端をスキャンさせる。洗浄光ファイバ９の先端は、各ミラーに対して、ステップ的に移動してもよいし連続的に移動してもよい。ステップ的に移動させる場合は、洗浄コントローラ１１は、洗浄光の累積光量分布に基づいて、領域ごとの洗浄光の照射時間を決定する。また、連続的に移動させる場合は、洗浄光ファイバ９の先端（つまりは洗浄光の照射位置）の移動速度を決定する。

なお、本実施例では、各ミラー上の付着物の堆積量分布に基づいて、洗浄光の領域ごとの累積照射光量に関する情報として領域ごとの累積照射光量自体をまず算出する場合について説明した。しかし、堆積量分布と予め実験等により得られた換算データを用いて、累積照射光量に関する情報として、洗浄光の強度、照射時間又は照射位置の移動速度を直接算出してもよい。

本実施例によれば、露光履歴に基づいて、各ミラーにおける領域ごとの付着物の堆積量を推定し、該付着物を除去するために最適な、領域ごとの洗浄光の累積照射光量を求めることができる。したがって、過度の洗浄光の照射によるミラー面の劣化（酸化等）を回避しつつ、付着物を除去することができる。

なお、本実施例では、洗浄装置１５０が露光装置１００に組み込まれている場合について説明したが、洗浄装置は、露光装置とは別の装置として構成されていてもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、ミラー洗浄を行うか否かを、投影光学系の光学性能に基づいて決定する。

図３には、本実施例の洗浄装置を含む露光装置の構成を示している。図３において、実施例１（図１）と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。本実施例の洗浄装置１５０′は、光学性能解析部１５を有する点で実施例１とは異なる。

図４のフローチャートを併せ用いて、本実施例の洗浄装置１５０′の動作について説明する。

堆積分布解析部７（図４のステップＳ１０１）において各ミラー上の付着物の堆積量分布を算出するまでの動作は、実施例１と同じである。また、図４には示していないが、洗浄光量解析部８は、堆積分布解析部７により算出された各ミラー上の付着物の堆積量分布に基づいて、各ミラーに対して照射すべき洗浄光の累積光量分布に関する情報を算出（生成）する。洗浄光の累積光量分布に関する情報は、実施例１と同様である。

光学性能解析部１５（ステップＳ１０２）は、各ミラー上の付着物の堆積量分布から、投影光学系１の光学性能を計算する（ステップＳ１１０）。具体的には、投影光学系１の各画角に対する波面収差の瞳分布と瞳透過率分布とを計算する。これらの光学特性から、露光用マスク２のパターンと露光光の照射条件を与えれば、ウェハ４上に形成されるパターン像を計算できる。

さらに光学性能解析部１５は、ウェハ４上に形成されるパターン像（計算値）について、線幅誤差、ＬＥＲ，パターン歪み等のパラメータが許容条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。付着物の堆積量分布によっては、ある露光用マスクのパターンをウェハ４上に投影すると上記パラメータは許容条件を満たすが、別の露光用マスクのパターンを投影すると許容範囲から外れる場合がある。したがって、ミラー洗浄を行うか否かの決定は、次に（課該決定の直後に）露光に使用される露光用マスク２について、上記パラメータが許容条件を満たすか否かで行うとよい。

上記パラメータが許容条件を満たす場合は、投影光学系１を洗浄せずにウェハ露光を続行すると決定する（ステップＳ１０３）。また、上記パラメータが許容条件を満たさない場合は、露光光の照射条件を最適化したりパターンが異なる露光用マスクへの変更を制限したりする決定を行う（ステップＳ１１２）。

また、光学性能解析部１５は、最適化された露光光の照射条件や変更後の露光用マスクにおいて、投影光学系１の光学性能を計算し、上記パラメータが許容条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１１３，１１４）。上記パラメータが許容条件を満たす場合は、最適化された照射条件又は変更後の露光用マスクを用いたウェハ露光を続行する（ステップＳ１０４）。上記パラメータが許容条件を満たさない場合は、洗浄モードに移行し、実施例１と同様に、各ミラーを洗浄する（ステップＳ１０５）。

なお、投影光学系１の光学性能を計算した結果、ミラー洗浄を行う場合でも、全てのミラーＭ１〜Ｍ６を洗浄する必要があるのか一部のミラーだけ洗浄すればよいのかを解析及び判断することができる。

上記実施例１，２では、洗浄光源からの洗浄光を各ミラー上でスキャンする洗浄光ファイバを用いて、ミラーごとに洗浄を行う場合について説明した。しかし、全てのミラーを洗浄する場合にミラーごとに洗浄する方法では、洗浄に要する時間が長くなるおそれがある。洗浄時間を短縮するためには、以下に説明する実施例を採用することもできる。

図５には、本発明の実施例３である洗浄装置を含む露光装置の構成を示している。図５において、実施例１（図１）又は実施例２（図３）と共通する構成要素には、これらの実施例と同符号を付して説明に代える。

本実施例では、洗浄モードにおいて、露光モードで使用される露光用マスクに代えて、該露光用マスクと等価な位置に洗浄用マスク１４を配置する。そして、該洗浄用マスク１４に対して、洗浄装置１５０″の洗浄光源１２からの洗浄光を照明光学系１３を介して照射する。洗浄用マスク１４で反射又は回折した洗浄光は、露光光と同様にミラーＭ１〜Ｍ６で順次反射される。なお、洗浄光源１２と照明光学系１３は、洗浄装置とは別の装置として構成してもよい。

また、本実施例の洗浄装置１５０″は、実施例１，２の洗浄コントローラ１１に代えて、洗浄マスクパターン解析部１６を有する。洗浄マスクパターン解析部１６は、洗浄光量解析部８により算出された、各ミラーに対して照射すべき洗浄光の累積光量分布に関する情報（ここでは、累積光量分布自体とする）に基づいて、洗浄用マスク１４の形状又はパターンを決定する。洗浄用マスク１４の形状又はパターンは、露光量解析部６により算出された各ミラー上での累積露光量分布と相似な洗浄光の累積光量分布が各ミラーで得られるように決定される。

ここで、洗浄用マスク１４の具体的な形状又はパターン（以下、これらをまとめてパターンという）の決定方法について説明する。

元々、洗浄光の累積光量分布は、堆積分布解析部７で算出された各ミラー上の堆積量分布に対応して決められ、堆積量分布は、露光量解析部６で算出された各ミラー上のＥＵＶ累積露光量に対応している。したがって、各ミラーの洗浄光の累積光量分布は、各ミラーのＥＵＶ累積露光量に対応している。

ＥＵＶ光も非ＥＵＶ光である洗浄光（波長１７２ｎｍ）も波長は短いので、ミラーによる回折の影響は少ない。このため、ミラーＭ１に対して同様な光量分布を有するＥＵＶ光と洗浄光が入射した場合、ミラーＭ２〜Ｍ６におけるＥＵＶ光と洗浄光の光量分布は、ミラーの反射膜の反射率がＥＵＶ光と洗浄光とで異なるために照度は異なるものの相似な関係となる。

したがって、以下の方法で洗浄用マスク１４のマスクパターンを決めることができる。

（１）洗浄マスクパターン解析部１６は、洗浄光量解析部８により算出された、最もマスク側のミラーＭ１での洗浄光の累積光量分布に基づいて、ミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の順で洗浄光の波長での順方向伝播計算を行う。

（２）次に、（１）で得られたミラーＭ２〜Ｍ６での洗浄光の累積光量分布を、もともと洗浄光量解析部８により算出された各ミラー上での洗浄光の累積光量分布と相似とする必要がある。そこで、逆伝播計算の基準としたミラーＭ１での洗浄光の累積光量分布に最適な位相分布を与える。その位相分布は、一般に知られているＤＬＳ法（減衰最小自乗法）等により最適化することにより算出することができる。

（３）次に、位相を含めたミラーＭ１上の洗浄光の累積光量分布をミラーＭ１から逆伝播計算を洗浄用マスク１４の位置まで行い、洗浄用マスク１４のパターンを計算する。

このように計算されたパターンを持つ洗浄用マスク１４を露光用マスクと等価な位置に配置し、該洗浄用マスク１４に洗浄光を照射する。そして、洗浄用マスク１４で反射又は回折した洗浄光を投影光学系１に入射させる。投影光学系１に入射した洗浄光は、各ミラーＭ１〜Ｍ６を、洗浄光量解析部８より算出された各ミラー上での洗浄光の累積光量分布と相似な累積光量分布で照射する。

前述したように、ＥＵＶ光と洗浄光である１７２ｎｍ紫外線に対するミラーの反射率は異なる。ＥＵＶ光に最適化した多層膜は、ＥＵＶ光に対して６７％程度の反射率を持つことが知られているが、洗浄光（１７２ｎｍ）に対してはＥＵＶ光に対する反射率の１／２から１／３程度の反射率しか持たないと言われている。

洗浄光をミラーＭ１に対して必要な照射量で照射した場合、該ミラーＭ１では所定の洗浄光の累積光量分布が実現され、付着物が十分に除去される。しかし、ミラーＭ２〜Ｍ６では、洗浄光の累積光量分布が、洗浄光量解析部８より算出された各ミラー上での洗浄光の累積光量分布が相似ではあるが、光量自体は不足するので、洗浄が不十分となる可能性がある。また、ミラーＭ２〜Ｍ６のいずれかで洗浄光の累積光量分布を最適化した場合、他のミラーで洗浄光の照射が過剰になり、該ミラーにて酸化される部分が発生する。

これらの場合についても、洗浄後の付着物の堆積量分布及び酸化量分布を、光学性能解析部１５によりミラー洗浄後の投影光学系１の光学性能として予想することができる。したがって、露光用マスク２のパターンをウェハ露光しようとする場合に、各ミラーでの洗浄光の累積光量分布を該露光用マスク２のパターンに対して最適化することができる。

なお、本実施例では、洗浄光量解析部８により算出された各ミラーに対して照射すべき洗浄光の累積光量分布に基づいて、洗浄マスクパターン解析部１６により洗浄用マスク１４のパターンが決定された。しかし、本発明の他の実施例として以下の構成も考えられる。すなわち、洗浄マスクパターン解析部１６が、堆積分布解析部７により算出された堆積量分布に基づいて、洗浄光の累積光量分布（領域ごとの累積照射光量）に関する情報の１つとして洗浄用マスク１４のパターン（又は形状）を算出（生成）してもよい。

そして、本実施例によれば、洗浄用マスク１４に洗浄光源１２からの洗浄光を照射し、そこでの反射又は回折光を投影光学系１に入射させる。これにより、投影光学系１を構成する複数のミラーを一括洗浄することができる。したがって、ミラーごとに洗浄を行う実施例１，２に比べて、洗浄時間を短縮することができる。

なお、本実施例では、洗浄用マスク１４として固定された反射パターンが形成されたものを用いる場合について説明した。しかし、図６に示すようなＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）１８を洗浄用マスクとして用いてもよい。この場合、ＤＭＤを１８を構成する多数の反射面の向きを制御することで様々な反射パターンが形成される。そして、上述した方法と同様にしてＤＭＤ１８により形成するパターンを決定する。

ＤＭＤ１８を洗浄用マスクとして用いることで、１つ１つの露光用マスクに対応する専用の洗浄用マスクを作成する必要をなくすることができる。

以上説明したように、上記各実施例によれば、ミラーに付着した堆積物の分布を露光履歴に基づいて算出し、該堆積量分布に応じた適正な累積光量分布で洗浄光を各ミラーに照射することができる。したがって、投影光学系の性能劣化を抑えつつ各ミラーを洗浄することができる。

次に、図７を用いて上記の実施例１〜３で示した洗浄装置を適用可能な投影露光装置２００の例について説明する。

本実施例の露光装置２００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク２２０に形成された回路パターンを被処理体２４０に露光する。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。

図７において、露光装置２００は、光源からの光でマスク２２０を照明する照明装置２１０と、マスク２２０を載置するマスクステージ２２５と、マスク２２０からの光を被処理体２４０に導く投影光学系２３０とを有する。また、被処理体２４０を載置するウェハステージ２４５と、アライメント検出機構２５０と、フォーカス位置検出機構２６０とを有する。

ここで、図７では、マスクで反射した後、被処理体（ウェハ）に至るまでの反射型縮小投影光学系の反射面（ミラー）の枚数は４枚であるが、これは図を簡略化するためである。実際の反射面の枚数は、実施例１〜３に記載されている通り６枚又はそれ以上である。

また、図７に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応により付着物（コンタミ）を生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（すなわち、光学系全体）は真空雰囲気ＶＣとなっている。

照明装置２１０は、投影光学系２３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク２２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源２１２と、照明光学系２１４とを有する。

ＥＵＶ光源２１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。

照明光学系２１４は、集光ミラー２１４ａ、オプティカルインテグレーター２１４ｂから構成される。集光ミラー２１４ａは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター２１４ｂは、マスク２２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系２１４は、マスク２２０と共役な位置に、マスク２２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ２１４ｃが設けられている。かかる照明光学系２１４を構成する光学部材である集光ミラー２１４ａ及びオプティカルインテグレーター２１４ｂを冷却する冷却装置を設けてもよい。集光ミラー２１４ａ及びオプティカルインテグレーター２１４ｂを冷却することにより熱膨張による変形を防止して、優れた結像性能を発揮することができる。

マスク２２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ２２５に支持及び駆動されている。マスク２２０から発せられた回折光は、投影光学系２３０で反射されて被処理体２４０上に投影される。マスク２２０と被処理体２４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク２２０と被処理体２４０を走査することによりマスク２２０のパターンを被処理体２４０上に縮小投影する。

マスクステージ２２５は、マスク２２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ２２５は、いかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ２２５を駆動することでマスク２２０を移動することができる。露光装置２００は、マスク２２０と被処理体２４０を同期した状態で走査する。

投影光学系２３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）２３０ａを用いて、マスク２２０面上のパターンを像面である被処理体２４０上に縮小投影する。できるだけ少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク２２０と被処理体２４０を同時に走査して広い面積を転写する。

かかる投影光学系２３０を構成する光学素子であるミラー２３０ａを冷却装置を用いて冷却するようにしてもよい。ミラー２３０ａを冷却することで熱膨張による変形を防止して、優れた結像性能を発揮することができる。また、上記実施例１〜３で説明した洗浄装置１５０，１５０′，１５０″によってミラー２３０ａの付着物を除去することにより、より優れた結像性能を発揮することができる。

被処理体２４０は、本実施例ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体２４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ２４５は、ウェハチャック２４５ａによって被処理体２４０を支持する。ウェハステージ２４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体２４０を移動する。マスク２２０と被処理体２４０は同期して走査される。また、マスクステージ２２５の位置とウェハステージ２４５の位置は、例えば、レーザ干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。

アライメント検出機構２５０は、マスク２２０の位置と投影光学系２３０の光軸との位置関係、及び被処理体２４０の位置と投影光学系２３０の光軸との位置関係を計測する。そして、マスク２２０の投影像が被処理体２４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ２２５及びウェハステージ２４５の位置と角度を設定する。

フォーカス位置検出機構２６０は、被処理体２４０面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ２４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体２４０面を投影光学系２３０による結像位置に保つ。

露光において、照明装置２１０から射出されたＥＵＶ光はマスク２２０を照明し、マスク２２０面上のパターンを被処理体２４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク２２０と被処理体２４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク２２０の全面を露光する。

次に、図８及び図９を参照して、上述の露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。

図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップＳ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップＳ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷される（ステップＳ７）。

図９は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置２００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。

ここで、ステップＳ１６（露光）の前後に、ステップＳ２０で上記実施例１〜３で説明した洗浄装置１５０，１５０′，１５０″を用いてミラー２３０ａを洗浄することができる。

ステップＳ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップＳ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置２００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、種々の変形及び変更が可能である。例えば、上記各実施例では、ミラーによって構成される投影光学系を備えた露光装置においてミラーを洗浄する洗浄装置について説明したが、同様の構成の洗浄装置を用いて、投影光学系を構成するレンズ等の他の光学素子を洗浄することができる。また、上記各実施例では、投影光学系を構成するミラーを洗浄する洗浄装置について説明したが、同様の構成の洗浄装置を用いて、照明光学系等の他の光学系の光学素子を洗浄することもできる。

さらに、上記各実施例では、露光光としてＥＵＶ光を用いる露光装置に使用される洗浄装置について説明したが、ＡｒＦエキシマレーザやＦ_２レーザ等のＥＵＶ光以外の露光光を用いる露光装置にも洗浄装置を使用することができる。

本発明の実施例１である洗浄装置を組み込んだ露光装置の構成を示す図。 実施例１の洗浄装置の動作を示すフローチャート。 本発明の実施例２である洗浄装置を組み込んだ露光装置の構成を示す図。 実施例２の洗浄装置の動作を示すフローチャート。 本発明の実施例３である洗浄装置を組み込んだ露光装置の構成を示す図。 実施例３にて用いられる洗浄用マスクの他の例を示す図。 実施例１から３の洗浄装置を組み込み可能な露光装置の例を示す図。 デバイスの製造方法を説明するためのフローチャート。 図８に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャート。

符号の説明

１，２３０ 投影光学系
２ 露光用マスク
４ 被処理体
５ 露光履歴記録部
６ 露光量解析部
７ 堆積分布解析部
８ 洗浄光量解析部
９ 洗浄光ファイバ
１０ ファイバアクチュエータ
１１ 洗浄コントローラ
１２ 洗浄光源
１４ 洗浄用マスク
１５ 光学性能解析部
１６ 洗浄マスクパターン解析部
Ｍ１〜Ｍ６，２３０ａ ミラー
１００，２００ 露光装置
１５０，１５０′，１５０″ 洗浄装置

Claims (10)

1. 第１の光によりマスクのパターンを光学素子を介して被処理体に投影することにより該被処理体を露光する露光装置における前記光学素子を、前記第１の光とは波長が異なる第２の光を用いて洗浄する洗浄装置であって、
   前記露光装置の露光履歴に関する情報を記録する記録手段と、
   該露光履歴に関する情報に基づいて、前記光学素子の洗浄予定範囲における領域ごとの前記第２の光の累積照射光量に関する情報を生成する生成手段とを有することを特徴とする洗浄装置。
2. 前記累積照射光量に関する情報は、前記第２の光の累積照射光量、強度、照射時間及び照射位置の移動速度のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 該洗浄装置は、前記第２の光を前記マスクに代わる洗浄マスクを介して前記光学素子に導き、
   前記累積照射光量に関する情報は、前記洗浄マスクの形状又はパターンに対応する情報であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
4. 前記露光履歴は、前記マスクのパターン、前記第１の光の照射条件、前記光学素子を含む空間の雰囲気のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の洗浄装置。
5. 前記露光装置は、前記光学素子として、前記第１の光を順次反射する複数のミラーを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の洗浄装置。
6. 前記第１の光はＥＵＶ光であり、前記第２の光は非ＥＵＶ光であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の洗浄装置。
7. 前記累積照射光量に関する情報に基づいて、前記光学素子に前記第２の光を照射することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の洗浄装置。
8. 前記光学素子を含む空間にガスを供給しながら前記第２の光を前記光学素子に照射することを特徴とする請求項７に記載の洗浄装置。
9. 第１の光によりマスクのパターンを光学素子を介して被処理体に投影することにより該被処理体を露光する露光装置であって、
   請求項１から８のいずれか１つに記載の洗浄装置を含むことを特徴とする露光装置。
10. 第１の光によりマスクのパターンを光学素子を介して被処理体に投影することにより該被処理体を露光する露光装置の前記光学素子を、請求項１から８のいずれか１つに記載の洗浄装置により生成された前記累積照射光量に関する情報を用いて洗浄するステップと、
    前記露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
    露光された前記被処理体に対してデバイスを製造するためのプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。